CN105221074B - 一种钻井用减摩降阻工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大位移井和水平井钻井用的减摩降阻工具。它解决大位移井和水平井水平段的钻柱摩擦阻力大，钻柱送进困难的问题。其技术方案是：上接头上部和减震器丝扣连接，上接头下部和定子壳体上部丝扣连接；橡胶定子固定于定子壳体内腔，螺杆转子置入橡胶定子内腔；万向节壳体上部和定子壳体下部丝扣连接，万向节壳体下部和阀筒壳体上部丝扣连接；万向节上部和螺杆转子下部丝扣连接，万向节下部和动阀筒丝扣连接；推力轴承安装在静阀筒盲孔底部，动阀筒下部置入静阀筒上部盲孔内；下接头上部和静阀筒下部丝扣连接，下接头中部和阀筒壳体下部丝扣连接。本发明能减小钻柱和井壁之间的摩擦阻力，帮助钻柱送进，延长水平段长度。

Description

一种钻井用减摩降阻工具
技术领域
本发明涉及一种大位移井和水平井钻井用的减摩降阻工具。
背景技术
在石油天然气行业中，由于大位移井和水平井对油气井开发建设的优越性显著，在国内外已经得到普遍的应用，也取得了良好的效果。然而在大位移井和水平井中，钻柱自身的重量对于井壁的正压力大，导致钻柱和井壁之间的摩擦阻力增大，从而严重制约了水平段钻柱的送进，对钻头施加有效钻压也非常困难。在钻井工程中，水平段钻井的长度越长，摩擦阻力越大，钻柱送进越发困难，严重制约了水平段钻进长度。
目前国内外采取较为高效的减摩降阻工具是水利振荡器，水力振荡器的基本原理是利用动阀环和静阀环的相对运动，周期性地改变钻井液过流通道，从而产生周期性的水击现象，使钻柱发生剧烈的振动，将水平段钻柱的静摩擦转变为动摩擦，减小摩擦阻力，帮助钻柱送进。然而目前使用的水力振动器，其动阀环和静阀环持续高速摩擦，使用一段时间后动阀环和静阀环均会产生严重的磨损，必须进行更换；并且对动阀环和静阀环的镜面度要求很高，装配精度也有较高要求。
发明内容
本发明的目的是：为了解决大位移井和水平井水平段的钻柱摩擦阻力大，钻柱送进困难的问题，特提供一种钻井用减摩降阻工具。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种钻井用减摩降阻工具，是由上接头、定子壳体、橡胶壳体、螺杆转子、万向节壳体、万向节、动阀筒、静阀筒、推力轴承、阀筒壳体和下接头构成；其结构特征是：上接头上部和减震器丝扣连接，上接头下部和定子壳体上部丝扣连接；橡胶定子固定于定子壳体内腔，螺杆转子置入橡胶定子内腔；万向节壳体上部和定子壳体下部丝扣连接，万向节壳体下部和阀筒壳体上部丝扣连接；万向节上部和螺杆转子下部丝扣连接，万向节下部和动阀筒丝扣连接；静阀筒外圆上端设置一圈凸起台阶，静阀筒上部设置一盲孔，下部设置为丝扣，静阀筒中部设置一静阀筒腰型孔连通静阀筒内外腔；动阀筒上端设置为丝扣，下部设置一盲孔，动阀筒中部周向均匀设置三个斜孔连通动阀筒内外腔，动阀筒下部设置一动阀筒腰型孔连通动阀筒内外腔；推力轴承安装在静阀筒盲孔底部，动阀筒下部置入静阀筒上部盲孔内，安装完成后，动阀筒腰型孔和静阀筒腰型孔在轴向上对齐；静阀筒上端凸起台阶和阀筒壳体内腔的接触面用密封圈密封，动阀筒外圆和静阀筒盲孔内壁的接触面用密封圈密封；下接头上部周向均匀设置三个斜孔连通下接头内外腔；下接头上部和静阀筒下部丝扣连接，下接头中部和阀筒壳体下部丝扣连接，下接头下部和下部钻柱丝扣连接。
本发明的有益效果是：(1)本发明利用钻井液驱动，控制简单有效；(2)本发明工作后使钻柱产生剧烈振动，有效减小钻柱和井壁之间的摩擦阻力；(3)帮助钻柱送进，延长水平段长度；(4)动阀筒和静阀筒之间安装有推力轴承，避免了动阀筒和静阀筒直接接触发生大的磨损。
附图说明
图1是本发明一种钻井用减摩降阻工具的结构示意图；
图2是动阀筒和静阀筒的圆柱面展开图；
图中：1.上接头、2.定子壳体、3.橡胶定子、4.螺杆钻子、5.万向节壳体、6.万向节、7.动阀筒、8.静阀筒、9.推力轴承、10.阀筒壳体、11.下接头、71.动阀筒腰型孔、81.静阀筒腰型孔。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种钻井用减摩降阻工具，是由上接头1、定子壳体2、橡胶定子3、螺杆转子4、万向节壳体5、万向节6、动阀筒7、静阀筒8、推力轴承9、阀筒壳体10和下接头11构成；其结构特征是：上接头1上部和减震器丝扣连接，上接头1下部和定子壳体2上部丝扣连接；橡胶定子3固定于定子壳体2内腔，螺杆转子4置入橡胶定子3内腔；万向节壳体5上部和定子壳体2下部丝扣连接，万向节壳体5下部和阀筒壳体10上部丝扣连接；万向节6上部和螺杆转子4下部丝扣连接，万向节6下部和动阀筒7丝扣连接；静阀筒8外圆上端设置一圈凸起台阶，静阀筒8上部设置一盲孔，下部设置为丝扣，如图2所示，静阀筒8中部设置一静阀筒腰型孔81连通静阀筒8内外腔；动阀筒7上端设置为丝扣，下部设置一盲孔，动阀筒7中部周向均匀设置三个斜孔连通动阀筒7内外腔，如图2所示，动阀筒7下部设置一动阀筒腰型孔71连通动阀筒7内外腔；推力轴承9安装在静阀筒8盲孔底部，动阀筒7下部置入静阀筒8上部盲孔内，安装完成后，动阀筒腰型孔71和静阀筒腰型孔81在轴向上对齐；静阀筒8上端凸起台阶和阀筒壳体10内腔的接触面用密封圈密封，动阀筒7外圆和静阀筒8盲孔内壁的接触面用密封圈密封；下接头11上部周向均匀设置三个斜孔连通下接头11内外腔；下接头11上部和静阀筒8下部丝扣连接，下接头11中部和阀筒壳体10下部丝扣连接，下接头11下部和下部钻柱丝扣连接。
本发明一种钻井用减摩降阻工具的工作原理是：下入本发明至水平井段，开泵循环钻井液，螺杆转子4在钻井液作用下旋转，螺杆转子4通过万向节6带动动阀筒7旋转，动阀环腰型孔71和静阀筒腰型孔81产生相对转动，其重合面积周期性地扩大和缩小，即钻井液流道周期性地扩大和缩小，产生剧烈的水击现象，使钻柱发生剧烈振动；钻柱在减震器和本发明的共同作用下，摩擦阻力较小，钻柱送进更为容易。

Claims (1)

1.一种钻井用减摩降阻工具，是由上接头(1)、定子壳体(2)、橡胶定子(3)、螺杆转子(4)、万向节壳体(5)、万向节(6)、动阀筒(7)、静阀筒(8)、推力轴承(9)、阀筒壳体(10)和下接头(11)构成；其特征在于：上接头(1)上部和减震器丝扣连接，上接头(1)下部和定子壳体(2)上部丝扣连接；橡胶定子(3)固定于定子壳体(2)内腔，螺杆转子(4)置入橡胶定子(3)内腔；万向节壳体(5)上部和定子壳体(2)下部丝扣连接，万向节壳体(5)下部和阀筒壳体(10)上部丝扣连接；万向节(6)上部和螺杆转子(4)下部丝扣连接，万向节(6)下部和动阀筒(7)丝扣连接；静阀筒(8)外圆上端设置一圈凸起台阶，静阀筒(8)上部设置一盲孔，下部设置为丝扣，静阀筒(8)中部设置一静阀筒腰型孔(81)连通静阀筒(8)内外腔；动阀筒(7)上端设置为丝扣，下部设置一盲孔，动阀筒(7)中部周向均匀设置三个斜孔连通动阀筒(7)内外腔，动阀筒(7)下部设置一动阀筒腰型孔(71)连通动阀筒(7)内外腔；推力轴承(9)安装在静阀筒(8)盲孔底部，动阀筒(7)下部置入静阀筒(8)上部盲孔内，安装完成后，动阀筒腰型孔(71)和静阀筒腰型孔(81)在轴向上对齐；静阀筒(8)上端凸起台阶和阀筒壳体(10)内腔的接触面用密封圈密封，动阀筒(7)外圆和静阀筒(8)盲孔内壁的接触面用密封圈密封；下接头(11)上部周向均匀设置三个斜孔连通下接头(11)内外腔；下接头(11)上部和静阀筒(8)下部丝扣连接，下接头(11)中部和阀筒壳体(10)下部丝扣连接，下接头(11)下部和下部钻柱丝扣连接。
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